調度演算法小結

處理機管理的工作是對CPU進行合理的分配使用，以提高處理機利用率，並使各使用者公平地得到處理機資源。CPU可分配的資源是在處理器上的執行時間，分配的途徑是調度。
處理機調度的層次：進階調度、低級調度、中級調度

調度演算法就是一種資源分派演算法。有的演算法適用於作業調度，有的演算法適用於進程調度，有的兩者都適應。1) 先來先服務(FCFS/first come first serve)2) 短作業優先(SPF/Shortest Process First)3) 時間片輪轉演算法(Round Robin)4) 優先順序演算法(PS/priority Scheduling)5) 高響應比優先調度演算法(HRNN/Highest Response Ratio Next)6) 多級隊列演算法7) 多級反饋隊列演算法(FB/Multilevel Feedback-Queue scheduling)

以下為轉載內容，轉載地址：http://blog.csdn.net/leves1989/article/details/3305599

【例1】下表給出作業l，2，3的提交時間和已耗用時間。採用先來先服務調度演算法和短作業優先調度演算法，試問作業調度次序和平均周轉時間各為多少？（時間單位：小時，以十進位進行計算。）

作業號	提交時間	已耗用時間
1 2 3	0.0 0.4 1.0	8.0 4.0 1.0

分析 解這樣的題關鍵是要根據系統採用的調度演算法，弄清系統中各道作業隨時間的推進情況。我們用一個作業執行時間圖來形象地表示作業的執行情況，協助我們理解此題。

採用先來先服務調度演算法，是按照作業提交的先後次序挑選作業，先進入的作業優先被挑選。然後按照“排隊買票”的辦法，依次選擇作業。其作業執行時間圖如下：

 

 

 

 

 

    

採用短作業優先調度演算法，作業調度時根據作業的已耗用時間，優先選擇計算時間短且資源能得滿足的作業。其作業執行時間圖如下：

 

 

 

 

 

     

由於作業1，2，3是依次到來的，所以當開始時系統中只有作業1，於是作業1先被選中。在8.0時刻，作業1運行完成，這時系統中有兩道作業在等待調度，作業2和作業3，按照短作業優先調度演算法，作業3隻要運行1個時間單位，而作業2要運行4個時間單位，於是作業3被優先選中，所以作業3先運行。待作業3運行完畢，最後運行作業2。作業調度的次序是1，3，2。

另外，要記住以下公式：
作業i的周轉時間Ti＝作業完成時間－作業提交時間
    系統中n個作業的平均周轉時間 ，其中Ti為作業i的周轉時間。

解：採用先來先服務調度策略，則調度次序為1、2、3。

作業號       提交時間      已耗用時間        開始時間        完成時間          周轉時間
1               0.0                            8.0                       0.0                   8.0                8.0
2               0.4                            4.0                       8.0                  12.0                11.6
3               1.0                            1.0                      12.0                 13.0               12.0

平均周轉時間T＝（8＋11.6＋12）/3＝10.53

採用短作業優先調度策略，則調度次序為1、3、2。

作業號       提交時間            已耗用時間            開始時間            完成時間            周轉時間
1              0.0                           8.0                      0.0                      8.0                      8.0
3              1.0                           1.0                      8.0                      9.0                       8.0
2              0.4                           4.0                      9.0                      13.0                    12.6

平均周轉時間T＝（8＋8＋12.6）/3＝9.53

思考題1
請同學們判斷這句話：作業一旦被作業發送器選中，即佔有了CPU。（  錯  ）
提示：需要清楚作業調度和進程調度的區別。

【例2】在一個單道的程式設計系統中，有3個作業J1、J2、J3，它們到達輸入井的時間分別為8：50、9：00、9：30，它們需要執行的時間分別為1.5小時、0.4小時、1小時。系統在10：00按響應比高者優先演算法對它們進行調度，請回答：（1）作業被選中執行的次序是什嗎？ （2）每個作業被選中時的響應比分別是多少？
分析 響應比＝作業周轉時間/作業已耗用時間 ＝1＋作業等待時間/作業已耗用時間
系統在10：00，計算作業的響應比：
    以J1為例，它的作業計算時間是1.5小時，即90分鐘；J1從8：50到達輸入井，在10：00時刻，J1的等待時間為70分鐘，因此作業J1的響應比為：1＋70分鐘/90分鐘=1.77  
同理，J2：1＋60分鐘/24分鐘=3.5    J3：1＋30分鐘/60分鐘=1.5
因此按照響應比高者優先演算法，優先調度J2。
在10：24，J2完成。這時計算J1、J3的響應比：
     J1：1＋（70＋24）分鐘/90分鐘=2.04    J3：1＋（30＋24）分鐘/60分鐘=1.9  
   按照響應比高者優先演算法，優先調度J1。
    在11：54，J1完成，系統調度J3，J3的響應比為1＋（30＋24＋90）分鐘/60分鐘=3.4 因此，作業被選中執行的次序是J2、J1、J3。
    三個作業被選中時的響應比分別是：J1，2.04；J2，3.5；J3，3.4。

解：（1）作業被選中執行的次序是J2、J1、J3。
         （2）三個作業被選中時的響應比分別是：J1，1.04；J2，2.5；J3，2.4。

思考題2
       某作業的提交時間為10：30，需要啟動並執行時間為1小時，假設11：00開始調度，它的響應比是     1.5        。

【例3】設有進程A、B、C、D依次進入就緒隊列（相隔一個時間單位），它們的優先順序（優先數大的優先順序較高）如下表所示：

進程	CPU時間	優先數
A	20	3
B	15	1
C	8	4
D	10	3

    試問採用“先來先服務”、“靜態優先數法”調度演算法（註：優先數大的優先順序高），選中進程的執行次序。
解：採用先來先服務調度演算法，按照進程進入就緒隊列的先後次序佔有CPU，其執行次序是A-B-C-D。
採用靜態優先數法，進程A最先就緒，在0時刻先佔有CPU運行，隨後1時刻進程B進入就緒隊列，2時刻進程C進入就緒隊列，3時刻進程D進入就緒隊列。由於採用靜態優先數法，不容許隨時間的推移改變進程的優先順序，所以當進程A運行結束時，系統的就緒隊列中有B、C、D三個進程，而進程C優先順序最高，於是選中C；這樣分析下去，進程的執行次序是A-C-D-B。

思考題3
    時間片輪轉調度演算法是為了（  A  ）。
   A．多個終端都能得到系統的及時響應     B．先來先服務
   C．優先順序高的進程先使用CPU           D．緊急事件優先處理